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面向高速公路连续瓶颈的协同可变限速控制

交通运输工程与信息学报 2024年第3期22卷 166-180页

作者：宿永辉欧阳涛潘新福范欣炜柯巍王顺超东南大学交通学院南京211189 中汽研汽车试验场股份有限公司盐城224100 甘肃新视能科技有限公司兰州730000

高速公路瓶颈处极易因通行能力受限而诱发交通拥堵,进而导致通勤时间延长、燃料消耗增加、驾驶舒适性降低,尤其是在连续多瓶颈处,更容易对道路网络造成连锁反应而大范围增加事故风险。既有拥堵控制策略聚焦于孤立瓶颈处拥堵消除,通过对... 详细信息

高速公路瓶颈处极易因通行能力受限而诱发交通拥堵,进而导致通勤时间延长、燃料消耗增加、驾驶舒适性降低,尤其是在连续多瓶颈处,更容易对道路网络造成连锁反应而大范围增加事故风险。既有拥堵控制策略聚焦于孤立瓶颈处拥堵消除,通过对多个瓶颈路段实施多个孤立瓶颈控制策略,由于控制策略间交通状态与控制参数缺乏协同,致使控制效果受限,且极易因策略协同失衡导致更为复杂的交通拥堵。本文提出一种基于模型预测控制方法的连续多瓶颈拥堵消除的协同可变限速控制策略:首先,针对连续多瓶颈主动管控场景改进元胞传输模型,以模拟高速公路多瓶颈生成、通行能力下降、随机交通流波动和可变限速控制状态与效果;其次,基于拉格朗日坐标系改进LWR模型,以精准预测交通拥堵场景下的交通流随机状态;再次,构建以多瓶颈路段总体交通运行状态作为输入的可变限速控制策略,并采用反馈式控制框架协同多瓶颈可变限速控制策略;最后,通过构建仿真实验测试了所提出控制策略消除连续瓶颈处拥堵的控制效率,并与其他控制策略进行了效果对比。实验结果表明,本文所提出的协同可变限速策略可有效消除连续瓶颈的多处拥堵,且控制效果显著优于其他控制策略,车辆总行程时间和总延误时间分别降低21.3%和70.6%。

关键词：交通工程交通流主动控制模型预测控制道路瓶颈交通仿真

Teager能量算子增强倒阶次谱提取轴承微弱故障特征

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振动与冲击 2015年第6期34卷 1-5页

作者：杨青乐梅检民肖静张玲玲肖云魁军事交通学院军用车辆系天津300161 军事交通学院图书馆天津300161

针对变速器加速过程下轴承故障特征易于暴露难以提取问题,提出一种Teager能量算子增强倒阶次谱方法。计算加速过程等角度重采样信号的Teager能量算子,对Teager能量算子输出进行倒谱分析,获得Teager能量算子增强倒阶次谱。对加速过程滚... 详细信息

针对变速器加速过程下轴承故障特征易于暴露难以提取问题,提出一种Teager能量算子增强倒阶次谱方法。计算加速过程等角度重采样信号的Teager能量算子,对Teager能量算子输出进行倒谱分析,获得Teager能量算子增强倒阶次谱。对加速过程滚动轴承外圈、内圈剥落故障信号进行分析,结果表明,Teager能量算子能有效增强冲击成分,抑制非冲击成分;倒阶次谱能从干扰中准确识别被增强的故障冲击特征,提取轴承微弱故障特征。

关键词： Teager能量算子倒阶次谱滚动轴承故障诊断

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基于点云密度的结构化道路边界增强检测方法

汽车工程 2017年第7期39卷 833-838页

作者：苏致远徐友春彭永胜王任栋军事交通学院研究生管理大队天津300161 军事交通学院军用车辆系天津300161

为快速鲁棒地检测结构化道路边界,提出一种基于HDL-64E激光雷达点云密度的道路边界增强检测方法。通过建立虚拟雷达模型,利用点云密度特征,实现前景与背景分离,并利用随机采样一致性算法得到20m内的道路边界。为解决20~100m内道路边界... 详细信息

为快速鲁棒地检测结构化道路边界,提出一种基于HDL-64E激光雷达点云密度的道路边界增强检测方法。通过建立虚拟雷达模型,利用点云密度特征,实现前景与背景分离,并利用随机采样一致性算法得到20m内的道路边界。为解决20~100m内道路边界点云稀疏、检测准确性下降的问题,提出利用光线切割模型对道路边界进行增强检测。在校园道路和城市快速路进行实验,道路边界检测率达到95%以上,有效检测距离可达70m以上,检测周期小于32ms。

关键词：道路边界检测虚拟扫描模型点云密度光线切割模型

基于遗传算法的无人驾驶卡车路径跟踪控制研究

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南京信息工程大学学报 2024年

作者：张涛赵奉奎张涌高峰吕立亚李冰林南京林业大学汽车与交通工程学院

路径跟踪在无人驾驶中起着至关重要的作用。为提高无人驾驶卡车在不同车速下路径跟踪的精度与稳定性，设计了一种基于改进遗传算法优化的线性二次调节器（LQR）进行路径跟踪。首先，基于自然坐标系建立车辆二自由度动力学模型和跟踪误... 详细信息

路径跟踪在无人驾驶中起着至关重要的作用。为提高无人驾驶卡车在不同车速下路径跟踪的精度与稳定性，设计了一种基于改进遗传算法优化的线性二次调节器（LQR）进行路径跟踪。首先，基于自然坐标系建立车辆二自由度动力学模型和跟踪误差模型，并设计LQR控制器，采用前馈控制消除稳态误差，提高跟踪精度；其次，通过改进遗传算法对LQR的权重矩阵进行优化，以提高路径跟踪的精度与稳定性；最后，通过Matlab/Simulink-TruckSim联合仿真平台在不同工况下对所设计的LQR控制器控制效果进行仿真验证。结果表明，GA（遗传算法）优化后的LQR控制器跟踪精度平均提高了约38.8%，且具有更高的稳定性，位置误差和航向误差分别可控制在0.17m和0.11rad以内，证明了所提出的跟踪控制框架的有效性。

关键词：无人驾驶卡车路径跟踪 LQR控制器改进遗传算法

基于曲线特征分段的多阶FRFT滤波提取齿轮早期故障特征

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振动与冲击 2016年第11期35卷 161-166页

作者：王国威梅检民曾锐利常春军事交通学院研究生管理大队天津300161 军事交通学院军用车辆系天津300161

对于变速器齿轮早期微弱故障特征难以提取的问题,提出了一种基于曲线特征进行分段的多阶分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)滤波方法。首先,依据振动信号频率曲线的特征将目标档位的啮合频率曲线分成若干频率近似线... 详细信息

对于变速器齿轮早期微弱故障特征难以提取的问题,提出了一种基于曲线特征进行分段的多阶分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)滤波方法。首先,依据振动信号频率曲线的特征将目标档位的啮合频率曲线分成若干频率近似线性变化的信号段,然后通过计算确定相应信号段的分数阶傅里叶变换的滤波最佳阶次,再逐段进行滤波,从而分离出包含故障特征信息的目标阶比分量,进而进行故障特征提取。通过采用该方法分析变速器变加速工况振动信号,结果表明,基于曲线特征进行分段的多阶FRFT滤波能够有效分离出啮合频率分量,对分离出的分量进行阶次包络解调分析,能准确提取出齿轮微弱故障特征。

关键词：基于曲线特征分段多阶FRFT滤波变加速工况特征提取

VGT叶片开度对二级增压柴油机高海拔燃烧特性与性能的影响

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内燃机学报 2017年第3期35卷 231-237页

作者：董素荣刘瑞林周广猛刘卓学熊春友刘鹏宇军事交通学院军用车辆系天津300161 军事交通学院研究生管理大队天津300161

通过可调二级增压柴油机高海拔燃烧与性能模拟试验,研究了不同海拔条件下二级增压器与柴油机的匹配特性、柴油机燃烧特性和动力经济性能随可调二级增压系统调节参数(VGT叶片开度)的变化规律.结果表明:不同海拔下,可变截面的涡轮增压器(V... 详细信息

通过可调二级增压柴油机高海拔燃烧与性能模拟试验,研究了不同海拔条件下二级增压器与柴油机的匹配特性、柴油机燃烧特性和动力经济性能随可调二级增压系统调节参数(VGT叶片开度)的变化规律.结果表明:不同海拔下,可变截面的涡轮增压器(VGT)叶片开度对高压级增压器特性参数(涡前压力、压比和转速)影响较大,而对低压级增压器特性参数影响较小;随VGT叶片开度减小,柴油机进气流量增大,联合运行线向阻塞线方向移动,缸内最高燃烧压力和最高瞬时放热率增大,预混燃烧瞬时放热率峰值减小,滞燃期缩短,燃烧重心向上止点方向偏移;海拔为5.5,km、VGT叶片开度从80%降低到50%,有效功率提高了2.5%,有效热效率提高了2.4%.

关键词：柴油机高海拔可调二级增压系统燃烧特性性能

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基于编码孔径的折反射全向压缩成像技术

光学学报 2016年第4期36卷 116-124页

作者：娄静涛李永乐熊立夫军事交通学院军用车辆系天津300161 军事交通学院研究生管理大队天津300161

为解决折反射全向成像分辨率低的问题,设计了一种基于编码孔径的折反射全向压缩成像原型系统。在分析点扩展函数和测量矩阵关系的基础上,提出了基于随机点扩展函数的编码孔径设计方式,并通过中继透镜和空间光调制器实现编码孔径的可编... 详细信息

为解决折反射全向成像分辨率低的问题,设计了一种基于编码孔径的折反射全向压缩成像原型系统。在分析点扩展函数和测量矩阵关系的基础上,提出了基于随机点扩展函数的编码孔径设计方式,并通过中继透镜和空间光调制器实现编码孔径的可编程控制。结合折反射成像特点,基于全向全变分算法实现全向图像稀疏重构,得到高分辨率的全向图像。研究搭建了光学成像硬件平台,通过仿真实验和实际装置实验两个方面验证了折反射全向压缩成像技术的有效性和可行性,有效地解决了折反射全向成像分辨率低的问题,对促进其在相关领域的广泛应用具有重要意义。

关键词：成像系统折反射全向成像压缩感知编码孔径随机点扩展函数

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基于三维激光雷达的无人车障碍物检测与跟踪

汽车工程 2018年第8期40卷 952-959页

作者：谢德胜徐友春王任栋苏致远军事交通学院研究生管理大队天津300161 军事交通学院军用车辆系天津300161

针对真实交通场景中障碍物的检测与跟踪问题,提出了一种基于三维激光雷达HDL-64E的无人车障碍物检测与跟踪方法。首先对三维激光雷达产生且经路面分割后的点云数据栅格化,并进行栅格增补。在障碍物聚类之后,先利用无人车RTK-GPS数据和IN... 详细信息

针对真实交通场景中障碍物的检测与跟踪问题,提出了一种基于三维激光雷达HDL-64E的无人车障碍物检测与跟踪方法。首先对三维激光雷达产生且经路面分割后的点云数据栅格化,并进行栅格增补。在障碍物聚类之后,先利用无人车RTK-GPS数据和INS航向角数据进行多帧融合的静态障碍物的检测,再进一步利用动态障碍物模板匹配算法对静态障碍物检测结果形成的可行驶区域进行动态障碍物检测。最后,利用标准卡尔曼滤波器实现对动态障碍物的跟踪。本文方法应用在自主研发的无人车上的大量实验结果表明,本文提出的方法具备较高的可靠度,满足无人车的环境感知要求。

关键词：无人车三维激光雷达障碍物检测动态障碍物跟踪

体验式教学在基层管理类课程中的应用——以陆军军事交通学院汽车士官学校为例

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军事交通学院学报 2019年第7期21卷 77-80页

作者：周其军陆军军事交通学院汽车士官学校

为推动士官院校信息化建设和实战化教学改革,提升士官人才培养质量,在基层管理类课程教学中应用体验式教学模式,并分析这一模式的创新点、需求点、关注点与突破点。从夯实基础硬环境、优化施教软环境、融洽互动内部环境等方面,强调体验... 详细信息

为推动士官院校信息化建设和实战化教学改革,提升士官人才培养质量,在基层管理类课程教学中应用体验式教学模式,并分析这一模式的创新点、需求点、关注点与突破点。从夯实基础硬环境、优化施教软环境、融洽互动内部环境等方面,强调体验式教学应加强环境氛围的营造;从教员、学员和教学保障与考核等3个方面分析体验式教学的关注点;从深化教学改革、提高学习成效和凸显实践应用等方面探讨体验式教学的突破点。

关键词：体验式教学基层管理实战化教学士官院校